高壓水射流技術在石油工程中的應用

目前，高壓水射流技術在十幾年的發展（zhǎn）中已經取得了很大（dà）的（de）進步，在（zài）石油工程開采中的作用越來越明顯，逐漸受到了石油行（háng）業的高度重視，使得（dé）高壓水射流技術得到了快速的發展。但是（shì），就目前我國高壓（yā）水射流技術水平而言，還遠（yuǎn）遠低（dī）於世界平均水平，再加之水射流設備的滯後，常常導（dǎo）致石油工程開采（cǎi）工作無法順利開（kāi）展，這也是影響我國高壓水射流技術進一步提升的主要原因之一。

20世紀初，隨（suí）著噴射鑽井的（de）出現，不僅大大（dà）提高了石油工程的鑽井效率，還確保了鑽井的質量，減少了人力投入和石油工程的建設成本（běn）。通過多（duō）年的實踐工（gōng）作，技術人員發現，噴射鑽井在正常運行狀態時，如果將射流壓力逐漸（jiàn）調高的（de）話，就會加快鑽井的速（sù）度，而這一施工過程一般（bān）需要借助泥漿泵所實（shí）現。但是這勢必會對泥漿泵（bèng）體積造（zào）成一定的影響，使得柴油機功率過大，運輸（shū）起來十分不（bú）便，變相增加了石油工程設備費用，還從一定程度上加大了燃料的浪費。因此，這一問題已經成為鑽井行業共同關注（zhù）的看問題。由於射流鑽井是一項比較複雜的工作，受到很（hěn）多條件因素的限（xiàn）製，我國對於鑽井射流（liú）並不全麵，尚未（wèi）形成相對完善的（de）水射流技術體係。
 
在（zài）20世（shì）紀（jì）後期，隨著科學技術的不斷發展與進步，越來越多（duō）先進的高壓水射流技術被應用於石油（yóu）工程中，而自激振蕩脈衝射流作為當時常見的新型水射流技術，受到了石（shí）油行業的高度青睞，這種高壓水射流技（jì）術主要的工作原理是讓壓力能間（jiān）斷地釋放，將連續射流轉變為斷續性射流，形（xíng）成一個渦（wō）環（huán）流，由於這種渦環流的壓力較低，常（cháng）常會（huì）出現空化的現（xiàn）象，而其最大的特點就是能夠對粉碎的岩石表麵進行快速（sù）的清理，是一種非常實用的水射流技術。

根據瞬態（tài）流理論和水聲學原理，當流（liú）體通（tōng）過各種（zhǒng）類型的諧振腔出口（kǒu）收縮斷麵時產生（shēng）壓力激動，這種壓力激動反射回入口處與來流的壓力脈動疊加形成駐波，當激振頻率與射流本身的固（gù）有（yǒu）頻率匹配時產（chǎn）生共振，從而產生空化。
 
目前（qián）自激振蕩脈衝射流（liú）用於鑽井和（hé）采油生產，開發出若幹有實用（yòng）價值的（de）新（xīn）技術，獲得了顯（xiǎn）著的經濟效益。如將自激振蕩脈衝射流用於（yú）鑽井，研（yán）製（zhì）出的自（zì）激振蕩脈衝射流鑽頭，將平均機（jī）械鑽速提高了（le）35%；將自（zì）激振蕩脈衝射（shè）流用於處理油井近井地層及解堵，首創（chuàng）自振旋轉射流處理近井地層及解堵新技術。由於射流作（zuò）用於近井地層，同時對其產生低頻（pín）水力衝（chōng）擊、高頻水力振（zhèn）蕩和超聲波3種物理效應，故能有效地解堵和處理地層。這項技術自1995年起先後在遼（liáo）河、勝利（lì）、大慶等（děng）11個油田和（hé）地區的500多口井上應用，平均油（yóu）井單井增油20%～30%，注水（shuǐ）井單井增注30%～130%；把自激振蕩脈衝射流用於油田（tián）注水，創製了自激波動注水新技（jì）術，它從源頭上（shàng）預防在注（zhù）水過程中形成（chéng）的近（jìn）井（jǐng）地帶堵塞，實現（xiàn）了（le）邊注水邊解堵，達到了降低注水壓力（lì）、延長修井周期和降低作業費用的目（mù）的。